高三物理二轮复习 第1部分 专题1 力与运动 第1讲 力与物体的平衡课件.ppt

专题一 力与运动 第一部分二轮专题复习策略 第1讲力与物体的平衡 核心考点聚焦 热点考向例析 如图所示 质量为m的物体放在质量为m 倾角为 的斜面体上 斜面体置于粗糙的水平地面上 用平行于斜面的力f拉物体使其沿斜面向下匀速运动 斜面体始终静止 则下列说法正确的是 a 地面对斜面体的摩擦力大小为fcos b 地面对斜面体的支持力为 m m gc 物体对斜面体的摩擦力的大小为fd 斜面体对物体的作用力竖直向上 考向一对弹力 摩擦力的考查 选择题 解析 由于斜面体和物体都处于平衡状态 将斜面体和物体看成一个整体 由受力情况可得 地面对斜面体的摩擦力大小为fcos 地面对斜面体的支持力大小为 m m g fsin 故a对 b错 隔离物体进行受力分析 物体对斜面体的摩擦力大小为f mgsin 故c错 将斜面体作为施力物体 则斜面体对物体的作用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力 由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和f的合力大小相等 方向相反 故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上 d错 答案 a 1 求解连接体平衡问题的方法及注意事项2 判断静摩擦力方向的方法假设法 利用平衡条件判断 利用牛顿第二定律判断 利用牛顿第三定律判断 题组训练 1 如图 一个人站在水平地面上的长木板上用力f向右推箱子 木板 人 箱子均处于静止状态 三者的质量均为m 重力加速度为g 则 a 箱子受到的摩擦力方向向右b 地面对木板的摩擦力方向向左c 木板对地面的压力大小为3mgd 若人用斜向下的力推箱子 则木板对地面的压力会大于3mg 解析 人用力f向右推箱子 箱子受到的摩擦力方向向左 选项a错误 把木板 人 箱子看做整体 人对箱子作用力为内力 整体水平方向合外力为零 地面对木板的摩擦力为零 选项b错误 整体竖直方向合外力为零 由平衡条件可知 地面对木板支持力为3mg 由牛顿第二定律可知 木板对地面的压力大小为3mg 选项c正确 d错误 答案 c 解析 因弹簧的状态未知 因此弹簧有伸长 压缩 处于原长三种可能的情况 绳中也不一定有拉力 因此物体的受力情况可能性较多 物体可能只受重力和地面的支持力两个力作用而平衡 也可能受重力 绳的拉力 弹簧的弹力三个力作用而平衡 也可能受重力 绳的拉力 弹簧的弹力 地面的支持力四个力作用而平衡 也可能受重力 地面的支持力 弹簧的弹力 地面的摩擦力四个力作用而平衡 也可能受重力 绳的拉力 弹簧的弹力 地面的支持力 地面的摩擦力五个力作用而平衡 答案 ac 3 在粗糙的水平地面上静置一三角形斜劈 一滑块恰好能沿斜劈匀速下滑 若对滑块施加一如图所示的外力f 滑块沿斜劈向下做加速运动 在整个运动过程中三角形斜劈保持静止状态 已知斜劈的倾角为 外力f与水平方向的夹角为 滑块的质量为m 重力加速度为g 施加外力后地面对斜劈的摩擦力为ff 则 a ff mgcos sin 且方向水平向右b ff mgcos sin 且方向水平向左c ff fcos 且方向水平向左d ff 0 解析 对滑块匀速下滑过程分析可知 滑块受重力 支持力 滑动摩擦力 根据平衡条件 摩擦力与支持力的合力与重力等大反向 即斜劈对滑块的作用力方向竖直向上 根据牛顿第三定律 则滑块对斜劈的作用力方向竖直向下 当用力f推滑块时 滑块所受斜劈的支持力增大 滑动摩擦力ff fn也增大 但是滑动摩擦力ff与支持力fn仍然成比例地增大 其合力的方向仍然竖直向上 保持不变 则滑块对斜劈的作用力的方向仍然竖直向下 故斜劈没有运动的趋势 不受地面的摩擦力 d正确 答案 d 多选 如图所示 木块b放在一固定斜面上 其上表面水平 木块a放在b上 用平行于斜面向上的力f作用于a a b均保持静止 则木块b的受力个数可能是 a 2个b 3个c 4个d 5个解析 b一定受到的力有重力 a对b的压力 a对b的摩擦力 斜面对b的支持力 共四个力 b还可能受到斜面对它的摩擦力的作用 故选项c d正确 答案 cd 考向二物体的受力分析和共点力的平衡 1 物体受力分析的基本技巧 1 分析受力的思路 先数研究对象有几个接触处 每个接触处最多有两个力 弹力和摩擦力 同时注意对场力的分析 假设法是判断弹力 摩擦力的存在及方向的基本方法 3 善于变换研究对象 若不能直接判断研究对象与接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力 可以采用变换研究对象 借助其他物体的受力判定 2 求解共点力平衡问题的思路 解析 小球b受到竖直向下的重力mg 沿ba方向的拉力和沿ob方向的支持力 两两夹角为120 故轻绳对小球的拉力大小为mg b项正确 答案 b 3 如图所示 水平地面上有两个完全相同的球a b 重力大小为g 半径为r 一根轻绳两端分别固定在两个球上 在绳的中点施加一个竖直向上的拉力f 绳被拉直 此时两球刚好能离开地面 且轻绳的延长线过球心 则以下说法正确的是 a 轻绳越长 f越大b 轻绳越长 轻绳的张力越大c 轻绳越短 a b之间的弹力越大d 轻绳越短 a b之间的摩擦力越小 半圆柱体p放在粗糙的水平地面上 其右端有一竖直放置的光滑挡板mn 在半圆柱体p和mn之间放有一个光滑均匀的小圆柱体q 整个装置处于静止状态 如图所示是这个装置的截面图 现使mn保持竖直并且缓慢地向右平移 在q滑落到地面之前 发现p始终保持静止 则在此过程中 下列说法中正确的是 a mn对q的弹力逐渐减小b 地面对p的支持力逐渐增大c q所受的合力逐渐增大d 地面对p的摩擦力逐渐增大 考向三共点力作用下物体的动态平衡 求解动态平衡问题的思想和方法 1 基本思想 化 动 为 静 静 中求 动 2 基本方法 题组训练 1 2015 豫东 豫北十校联考 轻质弹簧a的两端分别连在质量为m1和m2的小球上 两球均可视为质点 另有两根与a完全相同的轻质弹簧b c的一端分别与两个小球相连 b的另一端固定在天花板上 c的另一端用手牵住 如图所示 适当调节手的高度与用力的方向 保持b弹簧轴线跟竖直方向夹角为37 不变 已知sin37 0 6 cos37 0 8 当弹簧c的拉力最小时 b c两弹簧的形变量之比为 a 1 1b 3 5c 4 3d 5 4 2 多选 如图所示 横截面为直角三角形的斜劈a 底面靠在粗糙的竖直墙面上 力f指向球心水平作用在光滑球b上 系统处于静止状态 当力f增大时 系统还保持静止 则下列说法正确的是 a a所受合外力增大b a对竖直墙壁的压力增大c b对地面的压力一定增大d 墙面对a的摩擦力可能变为零 多选 如图所示 在倾角为 的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨pq mn 相距为l 导轨处于磁感应强度为b的匀强磁场中 磁场方向垂直导轨平面向下 有两根质量均为m的金属棒a b 先将a棒垂直导轨放置 用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接 连接a棒的细线平行于导轨 由静止释放c 此后某时刻 将b也垂直导轨放置 a c此刻起做匀速运动 b棒刚好能静止在导轨上 a棒在运动过程中始终与导轨垂直 两棒与导轨接触良好 导轨电阻不计 则 考向四电磁场中物体的平衡问题 处理电磁学中的平衡问题的方法与纯力学问题的分析方法一样 学会把电学问题力学化 分析方法是 2 多选 如图所示 质量和电荷量均相同的两个小球a b分别套在光滑绝缘杆mn np上 两杆固定在一起 np水平且mn处于同一竖直面内 mnp为钝角 b小球受一沿杆方向的水平推力f1作用 a b均处于静止状态 此时a b两球间距为l1 现缓慢推动b球 a球也缓慢移动 当b球到达c点时 水平推力大小为f2 a b两球间距为l2 则 a f1 f2b f1 f2c l1 l2d l1 l2 解析 以a球为研究对象 受力分析 a球受重力 支持力和库仑力作用下处于平衡状态 如图所示 b球由b到c过程中 a球所受库仑力与杆方向夹角减小 由三力平移后的矢量三角形可知 库仑力减小 由库仑定律可知 两带电小球之间距离增大 c项正确 再分析b球受力 库仑力减小 且与水平方向夹角增大 而推力大小等于库仑力的水平分力 故推力减小 b项正确 答案 bc 3 多选 在竖直向下的匀强磁场中 型金属导轨间距为0 5m 右段在水平面内 左段竖直 如图所示 两根质量均为0 06kg的导体棒分别放在水平段和竖直段 并通过绝缘细线跨过定滑轮p相连 导轨水平段光滑 导体棒cd与导轨竖直段间动摩擦因数为0 4 闭合开关s 发现两导体棒静止在导轨上 则下列各组磁感应强度的大小和电流值能满足要求的是 a b 0 5t i 2ab b 0 5t i 1ac b 1 0t i 1 5ad b 0 8t i 2 6a 真题高效演练 2 多选 2015 广东理综 19 如图所示 三条绳子的一端都系在细直杆顶端 另一端都固定在水平地面上 将杆竖直紧压在地面上 若三条绳长度不同 下列说法正确的有 a 三条绳中的张力都相等b 杆对地面的压力大于自身重力c 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 解析 因三条绳长度不同 且彼此之间的夹角不确定 所以三条绳的张力大小不一定相等 但能确定三张力的合力方向为竖直向下 故a错误 杆对地面的压力大小数值上等于杆的重力与三条绳拉力的竖直向下的分力之和 故b正确 由于杆竖直 绳子对杆的拉力在水平方向上的合力等零 故c正确 绳子拉力的合力方向与杆的重力方向均竖直向下 故两者不是一对平衡力 故d错误 答案 bc 4